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Apparat zur Ausführung von Lumineszenzanalysen.
Es ist bekannt, die ultraviolette Strahlung von Lichtquellen, deren sichtbares Licht durch ultraviolett durchlässige dunkle Filter zurückgehalten wird, zur Lumineszenzanalyse zu verwenden. Die ultravioletten Strahlen erregen beimAuf treffen auf die meisten Körper ein verschiedenfarbiges Fluoreszenzlicht, das bei guter Abfilterung des sichtbaren Lichtes, welches sonst auf die Körper fällt, sichtbar gemacht werden kann und zur Unterscheidung der Körper vermöge ihrer eigenartigen Fluoreszenz dienen kann.
Obwohl dieser Methode eine ganz allgemeine Bedeutung für rasche und unschädliche Analyse der verschiedensten Gegenstände und Stoffe zukommt, hat sie doch die ihr gebührende Bedeutung nicht finden können. Das liegt daran, dass die bisher zur Ausführung der Lumineszenzanalyse in den Handel gebrachten Geräte so grosse Nachteile aufweisen, dass sie eine allgemeine Verbreitung nicht finden konnten. Diese Nachteile liegen vor allem in der Unhandlichkeit der bisher bekanntgewordenen Apparate, ferner aber auch an der UnzweckmäBigkeit der bisher verwendeten Lichtquellen.
Als Lichtquellen verwendete man bisher Quarzquecksilberlampen, Wolframbogenlampen, offene Lichtbogen oder auch überlastete Glühlampen. Die drei letzten scheiden schon ihrer starken vom Schwarz- glas durchgelassenen Rotstrahlung wegen aus, die Wolframbogenlampen besitzen ferner eine recht beschränkte Lebensdauer und die offenen Lichtbogen haben wieder den Nachteil einer nicht unbeträchtlichen Wärmeentwicklung und eines dauernden Elektrodenverschleisses. Ernsthaft diskutabel ist im Grunde nur die Quarzquecksilberlampe, deren Licht durchaus den zu stellenden Anforderungen genügt. Leider ist sie aber in anderer Beziehung mit starken Nachteilen behaftet.
Ihrer beträchtlichen Erwärmung wegen muss man nämlich den im Quecksilberdampf brennenden Quecksilberlichtbogen in ein zwar wärmefestes, aber sehr teures und zerbrechliches Quarzgefäss einschliessen, welches ausserdem noch den Nachteil hat, eine Strahlung von extrem kurzer Wellenlänge durchtreten zu lassen. Diese Strahlung erzeugt in der die Lampe umgebenden Luft Ozon und nitrose Gase, welche einmal gesundheitsschädlich auf die anwesenden Personen wirken und ferner auch die zu untersuchenden Objekte gefährden können. So ist Gummi gegen Ozon sehr empfindlich, und Lebensmittel, wie z. B. Milch, nehmen sofort in einer solchen Atmosphäre einen unangenehmen Geruch und Geschmack an.
Ausserdem ist die Lampe ziemlich schwer und unhandlich, sie erfordert kompendiöse Vorschaltwiderstände, muss für Gleich-und Wechselstrom verschieden gebaut sein, und ist, zumal infolge ihrer unangenehmen Zündungsweise durch Kipped, des zerbrechlichen Quarzkörpers, nicht als ein von Laien gefahrlos zu bedienendes Instrument anzusprechen.
Ferner ist sie ihres enormen Preises wegen überhaupt nur für einen beschränkten Personenkreis erschwinglich.
Es ist zu bedenken, dass die Lumineszenzanalysen infolge ihrer universellen Anwendungsmöglichkqit von vornherein hauptsächlich ausserhalb des Laboratoriums von physikalisch und elektrotechnisch nicht vorgebildeten Laien angewandt werden wird. Der Briefmarkensammler, der Kriminalist, der. Bank- kassierer, alle diese Personen pflegen in der Bedienung derart komplizierter Apparate gar keine Erfahrung zu besitzen. Auch bei der technischen Anwendung, zumal bei kleineren Firmen, wird es oftmals ein Lagerverwalter oder ein einfacher Meister sein, welcher sich mittels dieser rasch Gewissheit über die Reinheit irgendeines Stoffes verschaffen will.
In allen diesen Fällen kommt der betreffende Apparat in die Hände von Personen, welche entweder von vornherein eine gewisse Scheu vor seiner Kompliziert-
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heit haben oder welche ihm mit einer geradezu gefährlichen Sorglosigkeit gegenübertreten. Unabsehbar ist z. B. das Unheil, welches eine umstürzende und zerbrechende Quarzlampe durch die relativ grosse Menge umherspritzenden Quecksilbers anrichten kann.
Die vorliegende Erfindung schlägt einen Apparat vor, welcher erstens einmal mit einer Beleuch- tungseinriehtung versehen ist, welche von den geschilderten Nachteilen frei ist, und welcher ferner so klein und handlieh konstruiert ist, dass er überall hingeführt werden kann.
Der Erfindung gemäss soll ein Apparat geschaffen werden, der in jeder Lage arbeitet, mit jeder Stromart betrieben werden kann, gegen Transport unempfindlich ist und bei Verwendung einer ultraviolettreichen Lichtquelle eine Beschädigung der bestrahlten Objekte und eine Schädigung der Untersuchenden durch Ozonbildung in keinem Falle hervorruft.
Dieser Zweck wird der Erfindung gemäss dadurch erreicht, dass die ultraviolettreiehe Lichtquelle von einer Hülle allseitig umgeben ist, welche die Ozon bildenden kurzwelligen Strahlen absorbiert, wobei diese Lichtquelle an einem Gehäuse angebracht ist, das nach Art einer Dunkelkammer das sichtbare Licht des Beobachtungsraumes von dem fluoreszierenden Objekt fernhält.
Der Apparat gemäss der Erfindung bedient sich als Ultraviolettlichtquelle ebenfalls des elektrisch zum Leuchten gebrachten Queoksilberdatnpfes, aber seine Lichtquelle weicht in vorteilhafter Weise völlig von der Quarzlampe ab : er ist nämlich mit einer modernen Leuchtröhre mit geheizten Oxyd-
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Leuchtröhre befinden sich nur einige Milligramm Quecksilber, welche in der Röhre so viel Quecksilberdampf erzeugen, dass eine Quecksilberstrahlung mit grossem Reichtum an ultraviolettem Licht erhalten wird.
Diese minimale Quecksilbermenge kann beim'Bewegen der-Lampe innerhalb derselben niemals hin und her laufen und wie bei der Quarzlampe-die Wandung zerschlagen. Die Zündung erfolgt in bequemer Weise durch einfaches Einschalten'des Apparates bei unbewegtem Rohr, das mit einem entsprechenden Vorschaltwiderstand sowohl an Gleich-oder auch an Wechselstrom angeschlossen ist. Der Hauptvorteil der neuen Beleuchtungseinrichtung, die für den Apparat verwendet wird, besteht in dem die Hülle der Leuchtröhre bildenden Material.
Es wurde schon weiter oben erwähnt, dass der Queck- silberlichtbogen ausser dEr durch-das Schwarzglas durchgelassenen StraMuEg zwischen BOO und 400 1np.. noch eine sehr starke Ausstrahlung in kurzwelligeren'Ultraviolettgebieten besitzt. Diese kurzwelligere Strahlung, die von dem bisher verwendeten Quarz fast ungeschwächt hindurchgelassen wird, ist für die Lumineszenzanalyse ganz wertlos,-da sie von Schwarzglas absorbiert wird. Sie hat jedoch die erwähnte unangenehme Eigenschaft, in der die Lampe umgebenden Luft Ozon und Stickoxyd zu erzeugen, so dass die hiedurch entstehende Zimmeratmosphäre als gesundheitsschädlich bezeichnet werden muss.
Es wurde nun erkannt, dass man zu einem wesentlich verbesserten Apparat dann-kommen kann, wenn man die Hülle der Quecksilberröhre nicht aus Quarz, sondern aus ultraviolettdurchlässigem Glase herstellt.
Die Hauptemissionen des. Quecksilbers, die für die Lumineszenzanalyse mit Schwarzglas in Frage kommt, liegen bei etwa 366 und 334 1np... Diese Wellenlängen werden durch das hier erstmalig für diesen Zweck verwendete ultraviolettdurchlässige Glas praktisch ungeschwächt hindurehgelassen, während die für die Analyse unnötigen und für den Experimentator schädlichen kurzwelligen Ultraviolettstrahlen-im wesentlichen handelt es sich-hier um die Strahlen unter 200 a. von diesem Glase restlos absorbiert werden. Es kann also keine Ozon-und Stickoxydbildung im Umkreis der Lampe eintreten. Ausserdem
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überallhin mitgeführt werden kann.
In dieser Ausgestaltung des Apparates liegt seine grosse Bedeutung, welche ihn im Grunde erst zu #dem" fluoreszenzanalytischen Garät macht. Bisher brauchte man nämlich für diese Arbeiten entweder eine besondere Dunkelkammer, oder die Lichtquelle war über einem schweren Beobaehtungskasten angeordnet, der mit einem Vorhang zur Abschirmung des sichtbaren Lichtes versehen war. In jedem Falle musste man stets mit dem Untersuchungsobjekt zu dem Apparat kommen und man konnte nur solche Körper prüfen, welche in denselben hineinpassten. Demgegenüber ist der Apparat so konstruiert, dass er auf das zu untersuchende Objekt aufgesetzt werden kann und ferner, dass er in beliebiger Lage arbeitet.
Dieser Vorteil ist gar nicht hoch genug einzuschätzen ; die Prüfung eines Gemäldes kann von jetzt ab an der Wand stattfinden, der Kriminalist kann alle Schränke und Türen eines Zimmers nach Fingerabdrücken absuchen, der Textilfaehmann kann den Apparat auf seine Stoffballen direkt aufsetzen, kurz, der Anwendungsmöglichkeit des Apparates sind keine Grenzen mehr gesetzt.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform eines Apparates gemäss der Erfindung in Fig. 1 in einer Seitenansicht dargestellt, während Fig. 2 die Bodenplatte'des Gehäuses von unten gesehen zeigt.
Der Apparat besteht gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Gehäuse 1, dessen Grundplatte mit 2 bezeichnet ist. In dieser Grundplatte 2 befindet sich ein mit Schwarzglas verglastes
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Apparat mit einer Lupe zu kombinieren, welche die von der Leuchtröhre ausgesandte Ultraviolett- strahlung auf die betreffende Stelle des zu untersuchenden Gegenstandes sendet. Zweckmässig verwendet man hier eine Lupe, welche das zur Beleuchtung des betrachteten Gegenstandes notwendige Licht aus- schliesslich oder fast ausschliesslich durch dieselben brechenden Flächen auf den Gegenstand sammelt, die zur Erzielung des virtuellen Bildes des so beleuchteten Gegenstandes dienen.
Eine Linse, welche diese Bedingungen erfüllt, besteht aus einer Kalotte von etwa 700 Öffnung, gerechnet von der Mittel- achse und einer dem Objektiv zugekehrten planen Seite, wobei natürlich die gesamte Linse aus einem Glasstück besteht und eine Mitteldicke besitzt, welche zwischen dem Radius der Kugelkalotte und ihrem anderthalbfachen Betrage liegt.
Die Seitenwände 4 befinden sich in Gabrauchsstellung. Die schrägen schraffierten Linien deuten die Stellung der Seitenwände 4 an, wenn sie um die Scharniere 11 gegen das Gehäuse geklappt sind.
An der Bodenplatte 2 erkennt man das Fenster 9, welches mit ultraviolettdurchlässigem Schwarzglas versehen ist. Wegen der Unstabilität des Sehwarzglases gegen Erwärmung ist es zweckmässig, dasselbe in Streifen anzubringen. Damit nun nicht zwischen den einzelnen Streifen sichtbares Licht hindurchkommt, wird das Schwarzglas zweckmässig in zwei Lagen von Streifen verwendet, wobei die Ränder der Streifen einander überlappen. Die Streifen sind mit 10 bezeichnet, und die parallelen gestrichelten Linien zeigen die verschiedenen Lagen von Streifen an. Es befindet sich also stets eine Trennstelle eines Streifens vor oder hinter einer Glasscheibe. Eine etwaige Schattenbildung der Trennstellen wird natürlich durch die grosse Ausdehnung der Lichtquelle mit Sicherheit vermieden.
Damit der Apparat bequem auf die zu untersuchenden Gegenstände aufgesetzt werden kann bzw. an Bilder oder Wände usw. herangehalten werden kann, ist er an den Seiten mit zwei Griffen 12 ausgestattet.
Der hier beschriebene Apparat vereinigt alle Vorzüge, die man von einem solchen verlangen kann.
Er besitzt eine starke U1traviolettlichtquellf', die mit Gleich-oder Wechselstrom betrieben werden kann, und die durch einfaches Einschalten gezündet wird, so dass also das lästige Kippen der bisher üblichen
Quecksilberlampe, welches oft ein Zerschlagen des zerbrechlichen Quarzgefässes verursacht hat, gänzlich fortfällt. Der Apparat erzeugt keine schädlichen Gase im Untersuchungsraum. Er ist klein und handlich und kann daher in jeder Lage verwendet werden, so dass nunmehr der universalen Anwendung der Lumineszenzanalyse nichts mehr hindernd im Wege steht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Apparat zur Ausführung der Lumineszenzanalyse unter Verwendung ultraviolettreicher Lichtquellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle von einer Hülle allseitig umgeben ist, welche die Ozon bildenden Strahlen absorbiert, um eine Schädigung der Untersuchungspersonen als auch der untersuchten Objekte auszuschliessen.